科学中考探究题专题十电功率二文档格式.docx

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要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为_____________。

4．在“测小灯泡电功率”的实验中，实验室有以下器材:

电源（电压恒为4.5V）、标有2.5V的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω1A”、开关各一个，定值电阻三个（10Ω、20Ω、30Ω）、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整。

要求：

滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡亮度变亮。

____________

（2）电路连接好后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片进行多次实验，并将其中三次数据记录在表格中，根据数据求出小灯泡的额定功率为________W。

实验次数

1

2

3

电压表示U/V

2.0

2.5

2.8

电流表示数I/A

0.20

0.24

0.26

（3）上述实验结束后，小华同学想进一步“探究电流与电阻的关系”，他将小灯泡取下后，按图乙电路在R的位置依次换成已有的定值电阻（10Ω、20Ω、30Ω）先后接入电路，为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V，应在电路中再串联一个阻值范围为________，的电阻R。

5．按图所示的电路图做“测量小灯泡的功率”的实验．所用器材有：

标有“3.8V”字样的待测小电灯、电压恒为6V的电源、标有“20Ω、1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）、开关及导线若干。

（1）一学生按电路图正确连接电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最右端时，灯不亮，电压表有较大的示数．经检查，导线连接完好，则电路故障是_____________；

（2）排除故障换用新元件后，闭合开关，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是：

_____________；

（3）小明同学按电路图正确连接电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入表中。

电压表的示数U/V

电流表的示数I/A

小电灯的功率P/W

0.22

3.0

0.25

3.8

0.30

4.5

0.32

通过上表数据，可算得小灯泡的额定功率为_____________W，还可得出关于灯丝电阻的结论是_____________；

当小灯泡正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值为_____Ω（小数点后保留一位有效数字）；

（4）若电压表的0～15V量程已损坏，只能使用0～3V量程，其它器材不变，如何测出小电灯的额定功率？

在图乙方框中画出测量电路图_____；

若小灯泡两端最大可加4.5V电压，为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全，参照小明的实验数据，估算滑动变阻器接入电路的阻值范围应为__________________（计算结果取整数）。

6．小明要测量一个额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率，电路如图甲所示，估计小灯泡正常工作时的电阻约为20Ω。

现有电流表、电压表、开关、滑动变阻器R1（10Ω0.2A）R2（20Ω0.5A）、R3（10Ω1A）各一个，导线若干，电源电压为6V。

（1）请用铅笔画线代替导线，将实验电路连接完整。

（2）实验中，应选择滑动变阻器_________接入电路。

（3）小明测得实验数据如下表，小刚认为小明测得的实验数据中有一次是不真实的，存在拼凑的嫌疑，请你帮忙找出哪一次并说明理由？

____________________________________________________________________。

次数

4

电压（伏）

2.00

3.40

3.80

4.20

电流（安）

0.18

0.19

电阻（欧）

11.11

17.89

19.00

19.09

（4）小李同学做这个实验时，发现电压表的0~15V量程已坏，为了测小灯泡的额定功率，小李设计了另一种实验方案。

已知电阻R的阻值为10欧。

①电路如图乙所示，连接好电路；

②开关S拔到位置1，移动滑片P至任一位置，读出电流表示数I1；

③开关S拔到位置2，滑片位置不动，读出电流表示数I2，

先算出R两端电压U0=I1R（即灯两端的电压）和灯泡的电阻RL=U0/I2-I1再根据P0=

，计算灯泡的额定功率。

他按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，为使测量结果更准确，请指出该如何修改实验方案？

____________________________________________________________。

7．在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，小科所选用的小灯泡上标有“3.8V”字样。

小科连接了如图甲所示的实验电路中。

（1）小科连好电路闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。

接下来应进行的操作。

A、更换开关

B、更换小灯泡

C、检查电路是否断路

D、移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光

（2）小科同学正确连接电路后进行实验，读取电表数据并完成实验报告如表所示。

当他断开开关整理器材时，才发现电表如图乙所示。

小科同学应重新实验，实验前他应该进行的实验操作是。

小科纠正了这唯一的错误操作后，重新实验并正确操作后，他测得小灯泡的额定功率将（填“大于”、“小于”或“等于”）1.06W。

（3）小明发现自己无法准确判断电压表指针是否指向3.8V。

于是他做了3次实验，每次实验都认为电压表示数最接近3.8V。

相关实验记录及数据处理见下表：

实验

序号

电流表示数/A

测得灯泡的额定功率/W

测得灯泡额定功率的平均值/W

1.140

P额=（1.140+1.102+1.178）/3=1.140

0.29

1.102

0.31

1.178

你认为小柯这样处理数据的方法是否合理？

。

（4）小张同学利用图甲进行探究电流与电压的关系，同组的小科同学认为不可行，小科认为不可行的原因是：

二、填空题

8．在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师给出了下列器材：

额定电压为1.5V的小灯泡、电源（电源两端电压不变但电压未知）、一个已知阻值为R0的电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、3个开关、导线若干。

（1）小方同学设计的实验电路如图所示，请你写出本实验主要测量步骤及所测的物理量。

①按图连接电路，闭合开关S1、S2，断开S3，调节R1使电流表示数I1=____，并记录I1；

②_________，记录电流表示数I2；

（2）本实验中，计算小灯泡额定功率的表达式P=________。

三、简答题

9．如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡亮度有影响的电路图。

开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度；

接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：

小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。

由此请你回答：

（1）在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为________（填写表达式）

（2）在电动机转动时，电流所做的功________电流在电路中产生的热量（选项“大于”“等于”或“小于”）

（3）小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？

并根据所学过的知识给以解释_____。

参考答案

1．

R2灯泡（或电压表）短路0.625小灯泡的电阻受温度的影响B

【分析】

（1）根据灯的额定电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联；

灯丝电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯泡正常发光时电路中电流确定电流表要选用小量程与灯串联；

（2）灯泡正常发光时电路中电流的为0.25A，根据串联电路的特点和欧姆定律求出变阻器的阻值至少为多大，确定选择滑动变阻器的规格；

（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，说明电路为通路，根据小灯泡始终不发光，电压表无示数，电路只有一处故障，分析故障原因；

（4）由图像可找出灯泡电压为2.5V时的电流，根据

求出灯泡的额定功率；

灯泡电阻是变化的，原因是受温度的影响；

（5）开关S接“a”、“b”各一次，根据电路图，确定能否使小灯泡正常发光，若不能，则无法测量小灯泡的额定电功率。

【详解】

（1）灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，灯丝电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯泡正常发光时电路中电流约为：

，所以电流表要选用小量程与灯串联，如下所示：

（2）灯泡正常发光时电路中电流的为0.25A，根据串联电路电流的特点，电路中电流处处相等，变阻器应分去的电压：

，由欧姆定律，变阻器的阻值至少为：

，所以应选择滑动变阻器的规格为“50Ω0.5A”；

（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，说明电路为通路，发现小灯泡始终不发光，电压表无示数，若电路只有一处故障，故障原因是灯泡（或电压表）短路了；

（4）由图像可知，灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率：

；

（5）图丙中，无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率；

图丁中，R0、小灯泡、变阻器三者串联，S接a时，电压表测定值电阻的电压，当开关接b时测量灯和定值电阻的总电压，不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V，所以此方案不能测出小灯的额定电功率，故选B。

故答案为：

（1）如上图所示；

（2）R2；

（3）灯泡（或电压表）短路（4）0.625；

小灯泡的电阻受温度的影响；

（5）B。

【点睛】

此题是测量灯泡额定功率的实验，考查了电路连接、器材选择、电功率的计算、影响电阻的因素、电路故障的分析及对实验方案的评估。

2．0.50.5增大大于

（1）根据图乙电压表量程选择0−3V，分度值0.1V，电压表读数为0.5V.

（2）根据图象当U=2.5V时，I=0.2A，根据P=UI=2.5V×

0.2A=0.5W，通过图象可以看出电压增大电阻变大。

（3）根据图象可知当滑动变阻器电阻变小时，灯泡两端电压增大，电流也增大，灯泡电阻变大，总电阻变小。

根据R=R滑+R灯.只有当R滑的减小量大于R灯的增加量才会让总电阻变小。

3．

电灯未在额定电压下工作，灯丝的温度变化引起电阻的变化开关S拨到位置1，移动滑片P直到电流表示数I1=

为止

（3）[1]开关S由位置1拨到位置2时，电路中三个电阻的连接方式没有发生改变，所以此时灯泡两端电压仍然为I1R，因为L与R并联，所以可得得灯泡电流

IL=I2−I1，

由欧姆定律得灯泡电阻

RL=

=

[2]因为灯泡电阻随温度的变化而变化，题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等，

所以根据

P0=

求出的功率与额定功率的真实值相差较大；

[3]要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤

（2）改为：

开关S拔到位置1，移动滑片P直到电流表示数为

I1=

为止，读出电流表示数I1。

4．

0.64到8

（1）[1]由于滑动变阻器滑片向左移动时，小灯泡亮度变亮，即电流变大电阻变小，所以，应是变阻器滑片以左电阻丝连入电路中，故电路连接如下图：

（2）[2]由于灯在额定电压下的功率为额定功率，根据题意知道，灯的额定电压为2.5V，由中数据知道，当灯的两端电压为2.5V时，电流表示数为0.24A，故灯的额定功率是：

P=UI=2.5V×

0.24A=0.6W；

（3）[3]为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V，由串联电路电压的规律知道，变阻器分得的电压是：

4.5V-2.5V=2V，

即变阻器分得的电压为定值电阻电压的

倍，所以，当接入30Ω的电阻时，由分压原理知道，变阻器连入电路中的电阻是：

，

而变阻器的最大电阻为20Ω，将变阻器与R′视为一个整体，故R′的最小值是：

R′小=R滑1-R滑=24Ω-20Ω=4Ω，

当接入10Ω的定值电阻时，同理，变阻器连入电路中的电阻是：

R滑2=0.8×

10Ω=8Ω，

将变阻器与R′视为一个整体，当变阻器连入电路中的电阻为0时，R′=8Ω即可；

故为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V，应在电路中再串联一个阻值范围为4Ω至8Ω的电阻。

5．灯泡断路滑动变阻器的阻值没有调到最大1.14灯泡的电阻随温度的升高而增大7.3

4.7Ω～12Ω

（1）[1]闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最右端时，电路为灯泡的基本电路，灯不亮，电压表有较大的示数，说明电路故障为断路，并且电压表与电源两极相连，故小电灯断路。

（2）[2]观察到灯闪亮一下后立即熄灭，说明电路电流太大，电路电阻太小造成的，该学生在操作过程中的不当之处是：

闭合开关前滑动变阻器的阻值没有调到最大。

（3）[3]由表中数据可知，灯泡电压3.8V正常发光，此时通过的电流为0.30A，所以灯泡的额定功率

P=UI=3.8V×

0.3A=1.14W

[4]由表中数据及R=

可知，随小电灯电压的增大，通过的电流也增大，但电压变化大于电流变化，所以小电灯电阻变大，这是因为：

随电压增大、电流随之增大，小电灯的实际功率P=UI也增大，灯的温度升高；

由此可见：

灯丝电阻随温度的升高而增大。

[5]由串联电路特点和欧姆定律计算小灯泡正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值

R滑=

≈7.3Ω

（4）[6]电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路，电压表并联在滑动变阻器两端，电路图如图所示：

[7]a、当电压表示数为最大值3V时，小电灯两端的电压为

6V−3V=3V

由表中数据知，电流为0.25A，此时滑动变阻器接入电路的阻值

R滑1

=12Ω

当小电灯电压为4.5V时，由表中数据知，电路电流为0.32A，此时滑动变阻器两端电压为6V−4.5V=1.5V

此时滑动变阻器接入电路的阻值

R滑2=

≈4.7Ω

则滑动变阻器接入电路的阻值范围是4.7Ω∼12Ω。

6．

R2第一组，此时滑动变阻器接入电路中的阻值需超过20欧步骤②改为：

将开关S拨到位置1，移动滑片P，使I1R等于3.8V。

（1）[1]小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表的量程选择0∼15V，实物连接图，如图所示：

（2）[2]由题知，小灯泡正常工作时的电阻RL≈20Ω，此时电路中的电流

I=

=

=0.19A

滑动变阻器两端的电压

UR=U−U额=6V−3.8V=2.2V

滑动变阻器连入电阻

R=

≈12Ω

所以应该选择最大电阻大于10Ω的滑动变阻器R2。

（3）[3]滑动变阻器与灯泡串联在电路中，滑动变阻器两端的电压

UR=U−U额=6V−2V=4V

≈22Ω

由于滑动变阻器的最大阻值为20Ω，所以第一次的实验数据不真实，存在拼凑的嫌疑。

（4）[4]因为R与L并联，

所以，并联部分两端的电压U=I1R，通过灯泡的电流为

IL=I2−I1

则灯泡的电阻

因灯泡的电阻与温度有关，所以，灯泡的额定功率不能用P=

求出。

当调节滑动变阻器使电流表的示数和R的乘积为3.8V时，测出此时电路中的电流并求出通过灯泡的电流，即可利用P=UI求出灯泡的额定功率。

7．

（1）D；

（2）调节电流表指针，对准零刻度线。

小于。

（3）合理。

（4）探究电流与电压关系，电阻应保持不变。

但小灯泡的电阻会随着温度的升高而变大，存在两个变量，无法探究。

【解析】

（1）因为闭合开关前滑片处于电阻最大位置，故灯较暗，应使变阻器电阻逐渐减小，应选D；

（2）观察电表可知都没有调零；

（3）额定功率是额定电压下的功率只有一个，故多次在额定电压下测量，可减小误差，是合理的；

（4）研究电流与电压关系时，应保持电阻不变。

但实际操作中灯的电阻会随温度而变化。

8．

闭合开关S1、S3,断开S21.5×

（I2-I1）

（1）由电路图可知：

闭合开关S1、S2时,灯泡与定值电阻并联,电流表测的是定值电阻R0的电流,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光即两端的电压为1.5V,根据欧姆定律求出通过定值电阻的电流,即I1=

（2）然后断开开关S2,闭合S3、S1,电流表测干路电流I2,根据并联电路独立工作、互不影响可知通过R0的电流不变,根据并联电路的电流特点求出灯泡的额定电流IL=I2−I1,根据P=UI即可求出灯泡的额定功率P=UIL=1.5V×

（I2−I1）.

9．

t大于错误；

电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减小，故灯泡的亮度会变暗

（1）在电动机未转动时,该电路为两个电阻串联的电路,则此时电路中的电流为：

根据焦耳定律可知，t时间内电流在电路中产生的热量即电流所做的功为：

W=Q=UIt=U

t=

t；

（2）在电动机转动时，电流所做的功主要有两个利用：

一个是转化为电动机的机械能，另一个是转化为灯泡和电动机的内能；

故电流在电路中产生的热量要小于电流所做的功；

（3）电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减小，故灯泡的亮度会变暗，所以小金的判断时错误的。